しもざらめ雪の形成に伴う積雪の安定同位体分別に関する研究

与下座良雪形成相关的降雪稳定同位素分馏研究

• 批准号: 12740267
• 负责人: 八久保 晶弘
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Kitami Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12740267/
• 关键词: 積雪; しもざらめ雪; 安定同位体; 水蒸気輸送

積雪中に鉛直方向の温度勾配がかかるとしもざらめ雪が形成される。これに伴い、積雪中の酸素・水素の両安定同位体比プロファイルが変化する。これを定量的に明らかにすることを目的として、低温室内における以下の実験的研究が行なわれた。予備実験からは、温度勾配をかけた積雪試料の高温側はδ値が増加し、低温側では減少することが分かった。さらに、重力による対流の効果や、動的同位体効果による安定同位体分別の昇華速度依存性の存在などが示唆された。以上の成果をさらに様々な条件下(温度・温度勾配・積雪密度・雪質・粒径など)で行なうために、より精密な環境コントロールを行ない、安定同位体分別の温度・積雪密度依存性を明らかにすることが課題となった。そこで、新圧雪氷防災研究支所雪氷防災実験棟のしもざらめ雪生成装置を利用することにより、積雪サンプルの安定同位体変化を定量的に求め、積雪内水蒸気輸送の平均輸送距離とその温度・積雪密度依存性を明らかにすることを目的として室内実験を行なった。質量分析計による水素同位体サンプルの測定結果からは、温度勾配をかけた積雪試料の同位体プロファイルに有意な変化がみられ、波長6-8cm程度の波状分布が確認された。このことは、従来の文献で知られている積雪密度プロファイルの波状構造に対応すると予想されたが、今回の実験結果では確認できなかった。一方で、雪面の昇華蒸発実験が数日間かけて行なわれ、積雪表層の数cm深まで水素同位体プロファイルが変化し(最大で10‰以上)、変化量は深さ方向に指数関数的に減少した。また、より高温あるいは風のある環境下でその変化量は大きくなる傾向が見られた。本実験では積雪密度の異なる積雪試料の作成が困難だったため、残念ながら積雪内水蒸気輸送の積雪密度依存性については確認することができず、将来の研究課題として残された。

The temperature in the vertical direction of the snow is matched by the formation of snow. The acid, water and stable isotope ratios in snow and snow are different. With this goal in mind, the following practical research can be carried out in low-temperature rooms. The temperature of the snow sample increases on the high temperature side and decreases on the low temperature side. The existence of the sublimation velocity dependence of the stationary isotope is demonstrated by the effect of gravity on the moving isotope. Under the above conditions (temperature, temperature, snow density, snow quality, particle size), the temperature and snow density dependence of stable isotopes were investigated. New Research Institute for Snow Disaster Prevention Snow Disaster Prevention and Control Equipment Use, Determination of Stable Isotopes in Snow, Average Distance of Water Vapor Transport in Snow and Dependence on Temperature and Snow Density The determination results of water isotope concentration by mass analysis method show that the isotope concentration of snow sample is intentionally changed, and the wave distribution with wavelength of 6-8cm is confirmed. The results of this study confirm that snow cover density and undulation are closely related. On one side, the sublimation and evaporation of the snow surface has been going on for several days, and the water isotope of the snow surface changes several centimeters deep (the maximum is more than 10‰), and the amount of change decreases exponentially in the deep direction. The amount of chemical change in high temperature and wind environment tends to increase. This paper discusses the difficulties in preparing snow samples with different snow densities, and discusses the future research topics in order to confirm the dependence of water vapor transport on snow densities.

项目成果

八久保晶弘, 鎌田慈, 佐藤篤司, 橋本重将, 中尾正義: "しもざらめ雪の形成および雪面の昇華蒸発に伴う安定同位体組成の変化"「北海道の雪氷」(日本雪氷学会北海道支部機関誌). 20. 59-62 (2001)

Akihiro Yakubo、Megumi Kamata、Atsushi Sato、Shigemasa Hashimoto、Masayoshi Nakao：“霜雪的形成以及与雪表面升华和蒸发相关的稳定同位素组成的变化”“北海道的冰雪”（日本冰雪协会） ，北海道）分部杂志）。 20. 59-62（2001）。

Hachikubo,A.,S.Hashimoto,M.Nakawo and K.Nishimura: "Isotopic mass fractionation of snow due to depth hoar formation"Polar Meteorology and Glaciology. 14. 1-7 (2000)

Hachikubo，A.，S.Hashimoto，M.Nakawo 和 K.Nishimura：“由于深度白雪形成而导致的雪的同位素质量分馏”极地气象学和冰川学。

八久保晶弘,橋本重将・中尾正義,本山秀明,鈴木啓助,西村浩一: "霜結晶による積雪表層の安定同位体分別過程"日本雪氷学会誌「雪氷」. 62巻3号. 265-277 (2000)

Akihiro Yakubo、Shigemasa Hashimoto、Masayoshi Nakao、Hideaki Motoyama、Keisuke Suzuki、Koichi Nishimura：“霜晶体对雪表面层的稳定同位素分馏过程”日本冰雪学会杂志，第 62 卷，第 3 期。 265-277（2000）